JP2016141013A - 印刷装置が備えるドクタ又はスキージのクリーニング装置及びグラビアオフセット印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷装置が備えるドクタ又はスキージへのインキ付着による印刷不良を抑制し、かつ、インキ使用効率の改善を図ることが可能なドクタ又はスキージのクリーニング装置及びこれを備えるグラビアオフセット印刷装置を提供することを目的とする。【解決手段】印刷装置に設けられるドクタ又はスキージの刃先に付着したインキをかき取るクリーニング装置であって、対向するように配置される２枚の板状部材と、板状部材がドクタ又はスキージを挟んだ状態で、板状部材をドクタ又はスキージの軸方向に移動させながらインキをかき取る移動機構とを備えることを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、印刷装置が備えるドクタ又はスキージのクリーニング装置及びグラビアオフセット印刷装置に関する。

現在、電子回路配線パターンや半導体関連の各種デバイス等の電極パターンは極めて高い精度で形成することが要求されている。このような微細で高精度なパターン形成は、フォトリソグラフィー法により形成する方法がある。しかしながら、フォトリソグラフィー法では、まず導電層を形成し、その上にレジスト層を形成し、次にレジスト層を露光、現像し、レジスト層の無い部分をエッチングし、さらにレジスト層を剥離して形成する。このため必要な設備が多く、かつパターン形成までに要する工程が長くなってしまう問題があった。

また、別の方法としては印刷法によるパターン形成があり、印刷法はフォトリソグラフィー法に比べて工程を簡略化することができコスト的に有利である。印刷法の一つとしてスクリーン印刷法が知られているが、可能な細線形成は７５μｍ程度が限界であり、更なる細線形成（例えば２０μｍ程度のラインパターン）を安定して繰返し形成することは困難である。

そこで、スクリーン印刷法よりも微細なパターン形成のためにグラビアオフセット印刷法が用いられるようになっている。グラビアオフセット印刷法による印刷装置は、印刷パターンが形成された版と、この版の画線部分にインキを充填するドクタと、版に接触しながら回転し、インキを受理するブランケットロールとを備えている。このブランケットロールに受理されたインキを被印刷物の表面に圧着転写し、所定の微細パターンを形成することができる。

グラビアオフセット印刷法は、印刷によってパターンを形成するため、フォトリソグラフィー法に比べて工程が短く必要な装置も少ない。さらにスクリーン印刷では難しかった２０μｍ以下の微細なパターンを安定して形成できるという利点がある。

以下に一般的なグラビアオフセット印刷装置の概要を示す。

図１は、グラビアオフセット印刷装置の平面概略図であり、図２は、図１に示したグラビアオフセット印刷装置の側面概略図である。グラビアオフセット印刷装置１００は、幅数μｍから数ｍｍ程度及び深さ５μｍから２０μｍ程度のパターン溝１０４を複数有するガラス製または金属製または樹脂製の版１０２と、版１０２を固定する定盤１０１と、導電性ペースト、樹脂等のインキを版１０２に充填し、余剰のインキをかき取る為の鋼製または樹脂製のドクタ１０３と、版１０２のパターン溝１０４に充填されたインキ１１１を一定圧力で回転しながら転写させるブランケット１０６を巻付けたブラン胴１０５と、ブランケット１０６に転写された転写インキ１０７を印刷する為に被印刷体１０９を固定する定盤１０８とを備える。

図３は、図１に示すグラビアオフセット印刷装置における印刷工程を示す概略図である。

まず、版１０２上にインキ１１４を適正量供給する（図３（ａ））。次に、ドクタ１０３を版１０２の上面に一定圧力で押し当てながら摺動させ、供給されたインキ１１４を版１０２のパターン溝１０４に充填させ、同時に版１０２表面の余分なインキをかき取る（図３（ｂ））。次に、ブランケット１０６を巻付けたブラン胴１０５を版１０２に一定圧力で押込み回転させながら移動させ、版１０２のパターン溝１０４に充填した充填インキ１１１をブランケット１０６に転写させる（図３（ｃ））。次に、ブランケット１０６に転写されたインキ１０７を保持したまま、被印刷体１０９を固定している定盤１０８上にブラン胴１０５を移動させる（図３（ｄ））。次に、ブラン胴１０５を被印刷体１０９に一定圧力で押込み回転させながら移動させ、ブランケット１０６に転写されたインキ１０７を被印刷体１０９に印刷する（図３（ｅ））。ブランケット１０６に転写されたインキ１０７全てを被印刷体１０９に印刷し、ブラン胴１０５を被印刷体１０９から離脱させる（図３（ｆ））。

以上により印刷工程が完了する。印刷に使用するインキ１１４は作製するパターンの機能によって適宜選択することが出来る。微細パターンの印刷には樹脂や導電性ペーストなど比較的粘度の高い材料が使用される。例えば、導電性ペーストの粘度は、レオロジー測定機によるコーンプレート径２０ｍｍ、角度２°での測定で、角速度１０〜１００ｒａｄ／秒で、５〜１０００Ｐａ・ｓである。上述したように、インキ１１４は、ドクタ１０３を版１０２沿って摺動させながら移動させることで、パターン溝１０４に充填されるとともに、版１０２表面の余分なインキはドクタ１０３によってかき取り除去される。その後パターン溝１０４に充填したインキ１１１をブランケット１０６に転写し、更に被印刷体１０９に印刷して所望の印刷パターン１１０が得られる。

特開平６−１９１０１０号公報

上記のグラビアオフセット印刷装置においては、インキ１１４の供給とドクタ１０３によるインキ充填動作により、ドクタ１０３の刃先には充填されなかった余分なインキが付着する。連続印刷動作によりドクタ１０３の刃先に付着したインキが徐々に増加し、ついにはドクタ１０３からのインキの垂れ落ちが発生する。

また、ドクタ１０３に付着したインキは、ドクタ１０３の摺動面裏側へと回り込み、回り込んだインキが版１０２表面からの余分なインキのかき取り時に版１０２上に再付着し、これがブランケット１０６を介して被印刷体１０９に印刷され、印刷不良が発生してしまう。そのため、毎回の印刷後もしくは数回の印刷後にドクタ１０３の刃先部分に付着したインキを除去する作業が必要になっている。この煩雑な作業は人手に頼っており、非効率的で印刷タクトも延びてしまうため生産効率が低下するという問題がある。

さらなる問題として、ドクタ１０３の刃先に付着したインキの垂れ落ちが繰返される事で、版１０２に供給されたインキ量が減少し、版１０２へのインキ充填不足が発生しブランケット１０６への転写不良が発生する事で、印刷不良が発生する。そのため、数回の印刷毎にインキを追加供給する事が必要となっている。供給インキのほとんどは、ドクタ１０３に付着するもしくは付着して垂れ落ちたものとなりほとんどが拭き取られ廃棄されるため、インキの使用効率にも問題がある。

尚、スキージやドクタに付着したインキを、ブレードの掻取り部により掻き落とす技術がある（例えば、特許文献１参照）。しかし、ブレードの掻取り部は一方向からに限定される。

本発明は、印刷装置が備えるドクタ又はスキージへのインキ付着による印刷不良を抑制し、かつ、インキ使用効率の改善を図ることが可能なドクタ又はスキージのクリーニング装置及びこれを備えるグラビアオフセット印刷装置を提供することを目的とする。

本発明は、印刷装置に設けられるドクタ又はスキージの刃先に付着したインキをかき取るクリーニング装置であって、対向するように配置される２枚の板状部材と、板状部材がドクタ又はスキージを挟んだ状態で、板状部材をドクタ又はスキージの軸方向に移動させながらインキをかき取る移動機構とを備えることを特徴とする。

また、板状部材が、ドクタ又はスキージの刃先に付着したインキをかき取る位置が、版から離脱した位置であってもよい。

また、板状部材がドクタ又はスキージの刃先に付着したインキをかき取る位置は、版の非画線部分であり、かつ、版表面からかき取られた余分なインキが溜まったインキ溜りの直上であってもよい。

また、板状部材を移動させながらかき取ったインキを、インキの自重によりインキ溜りに自然落下させてもよい。

また、板状部材は、弾力性のある樹脂あるいはエラストマーで構成されていてもよい。

また、板状部材の一方がドクタ又はスキージの表面に面接触し、板状部材の他方がドクタ又はスキージの裏面に面接触してもよい。

本発明によれば、印刷装置が備えるドクタ又はスキージへのインキ付着による印刷不良を抑制し、かつ、インキ使用効率の改善を図ることが可能なクリーニング装置及びこれを備えるグラビアオフセット印刷装置を実現できる。

一般的なグラビアオフセット印刷装置の平面概略図である。 図１に示すグラビアオフセット印刷装置の側面概略図である。 図１に示すグラビアオフセット印刷装置における印刷工程を示す概略図である。 実施形態に係るクリーニング装置の一例を示す概略図である。 図４に示すクリーニング装置の詳細を示す図である。 図４に示すクリーニング装置を移動させる移動機構の概略図である。 実施形態に係るクリーニング装置を用いたドクタのクリーニング方法を示す工程図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図４は、実施形態に係るクリーニング装置の一例を示す概略図であり、図５は、図４に示すクリーニング装置の詳細を示す図であり、図６は、図４に示すクリーニング装置を移動させる移動機構の概略図である。

本実施形態に係るクリーニング装置１は、図１〜３で説明したグラビアオフセット印刷装置に設けられ、印刷版にインキを充填すると共に印刷版上の余剰のインキをかき取るためのドクタまたはスキージに付着したインキを除去するために用いられるものである。図４に示すように、ドクタ１０３は、一対のドクタホルダ２０５によって挟持されている。

クリーニング装置１は、ドクタ１０３の刃先に付着したインキを除去するためのクリーニングユニット２００と、クリーニングユニット２００をドクタ１０３の刃先の延伸方向に移動させる移動機構３００とを備える。

クリーニングユニット２００は、図５に示すように、ドクタ１０３の刃先部分を挟むように配置される一対の板状部材２０１と、板状部材２０１が取り付けられる一対の固定治具２０４と、固定治具２０４の外側に配置される一対の固定板２０３と、固定治具２０４及び固定板２０３を接続する押さえバネ２０２とを有する。板状部材２０１の一方は、ドクタ１０３の表面に対向するように配置され、板状部材２０２の他方はドクタ１０３の裏面に対向するように配置されている。板状部材２０１は、バネ２０２によって互いに近づく方向に付勢されている。バネ２０２にはコイルバネ、皿バネ、板バネ等を用いる。なお、バネ２０２の代わりにエアシリンダや油圧シリンダを用いてもよい。

板状部材２０１は、弾性もしくは柔軟性を有し、ドクタ１０３の刃先に付着したインキ１１３をかき取るときにドクタ１０３に密着するように形状変形可能な樹脂あるいはエラストマーで構成する。

移動機構３００は、図６に示すように、クリーニングユニット２００に接続されるタイミングベルト２０６と、図示しないガイド手段に沿ってタイミングベルト２０６を移動させるモータ２０７とを備える。モータ２０７の回転によってタイミングベルト２０６をその延伸方向に移動させることによって、クリーニングユニット２００をドクタ１０３の延伸方向に移動させる。

図７は、実施形態に係るクリーニング装置を用いたドクタのクリーニング方法を示す工程図である。

ドクタリングが完了したドクタ１０３は、ドクタリング完了位置の直上に移動する。板状部材２０１を有するクリーニングユニット２００がドクタ１０３の刃先を挟み込む位置に移動し、板状部材２０１がドクタ１０３の刃先を挟み込む。この状態で移動機構３００がクリーニングユニット２００をドクタ１０３の軸方向に低速で移動させることによって、ドクタ１０３を挟み込んだ板状部材２０１がドクタ１０３の刃先に付着したインキ１１３をかき取る。

ドクタ刃先に付着したインキ１１３は、板状部材２０１が移動しながらかき取られるため流動性が生じ、かき取られたインキは自重で自然落下する。インキの自然落下を容易にするため、板状部材２０１の進行方向側の端面が、ドクタ１０３の軸方向と直交する鉛直面に対して傾斜するように、板状部材２０１の取り付け角度を変えたり、板状部材２０１の進行方向の端面を傾斜面として形成したりしてもよい。この場合、板状部材２０１の進行方向の端面は、板状部材２０１の進行方向の下方を向き、かつ、ドクタ１０３の軸方向と直交する鉛直面に対して９０°よりも小さい角度をなすことが望ましい。例えば、板状部材２０１の平面形状を逆台形状や逆三角形状とすれば良い。

ドクタ１０３の刃先に付着したインキ１１３のかき取りは、ドクタリング動作が完了した位置の直上で行う。すなわち、版１０２上のインキ溜り１１２の真上で実施する。このためかき取られて自然落下するインキは、版１０２上のインキ溜り１１２に落下する。

本実施形態に係るクリーニング装置１及びこれを備えるグラビアオフセット印刷装置によれば、ドクタ１０３の刃先に付着したインキ１１３をクリーニング装置１によってかき取ることができるので、ドクタ１０３の刃先に付着したインキやドクタ１０３の裏面に回り込んだインキが版１０２に再付着し、再付着したインキが被印刷物に転写されることに起因する印刷不良の発生を抑制でき、安定品質での印刷が可能となる。

また、本実施形態に係るクリーニング装置１及びこれを備えるグラビアオフセット印刷装置によれば、ドクタ１０３に付着したインキを回収して再利用するため、インキ使用量の高効率化となり、生産コストの抑制が可能である。

また、本実施形態に係るクリーニング装置１及びこれを備えるグラビアオフセット印刷装置によれば、クリーニング装置１によるクリーニングにより、連続印刷が可能となり、ドクタ１０３の刃先を人手で清掃する作業頻度を低減できるため、生産能力を向上できる。

尚、本実施形態では、ドクタ１０３を備えるグラビアオフセット印刷装置にクリーニング装置１を設けた例を説明したが、ドクタ１０３の代わりにスキージを備える印刷装置にクリーニング装置１を設け、スキージに付着したインキをかき取るように構成してもよい。

以下、本発明を具体的に実施した実施例を説明する。

まず、印刷パターン幅４０μｍのパターン溝１０４有する版１０２を用いて、ＰＥＴ基材上に導電性銀ペーストをインキとして、グラビアオフセット印刷装置を用いて印刷した。

版１０２は、ガラス製の縦７００ｍｍ×横４８０ｍｍ×厚さ７ｍｍの平板に、上記の印刷パターン溝１０４をエッチングによって彫刻したものを使用した。

ＰＥＴ基材には、縦５００ｍｍ×横５００ｍｍ×厚さ１２５μｍのものを使用した。導電性銀ペーストの粘度は、レオロジー測定装置で角速度１０ｒａｄ／秒で、９．５Ｐａ・ｓであるものを使用した。インキ転写をさせるブランケット１０６として、金陽社製のシリコンゴムを主体とするゴム硬さ（ＪＩＳ Ａ）４５°、ゴム厚さ０．６ｍｍのものをブラン胴１０５に巻いて使用した。ドクタ１０３は、ＭＤＣ社製ドクターブレードの標準タイプを使用した。

版１０２を定盤１０１に固定し、版１０２上に導電性ペーストを５０ｇ供給した。ドクタ１０３の幅を４００ｍｍとし、ドクタ１０３による版１０２へのインキ充填及び表面のかき取り速度を５０ｍｍ／秒とし、インキ充填及び表面のかき取り動作が終了した後、版１０２からドクタ１０３が離脱し上昇する速度を２０ｍｍ／秒と設定した。

ドクタの刃先に付着したインキ１１３をかき取る板状部材ユニット２００の板状部材２０１には、ブランケット１０６と同じ材質（金陽社製のシリコンゴムを主体とするゴム硬さ（ＪＩＳ Ａ）４５°、ゴム厚さ０．６ｍｍ）のゴム板を使用した。板状部材２０１は、高さ３０ｍｍ、底辺２０ｍｍ、上辺３０ｍｍの逆台形状とし、厚さは２．４ｍｍとした。板状部材２０１は、厚さ０．５ｍｍのＳＵＳ製の固定冶具２０４に貼り付けて使用した。

図７（ａ）に示すように、ドクタ１０３の左側でドクタ１０３に接触しない位置を移動開始位置とし、一対の板状部材２０１でドクタ１０３を挟んで右方向に移動させた。この時の、板状部材２０１の移動速度を５０ｍｍ／秒と設定した。

板状部材２０１が右側に移動してインキのかき取りが開始されると、かき取られたインキは板状部材２０１の進行方向側の辺をつたわり自然落下し、版１０２上のインキ溜り１１２に落下することが確認された。

クリーニングユニット２００を用いて連続印刷した場合、少なくとも５０枚目まで版１０２へのインキ充填不足の状態は確認されなかった。

加えて、ドクタ刃先に付着したインキ１１３が、ドクタ１０３の摺動面の裏側に回り込み、版１０２の表面の余分なインキかき取り時に、ドクタ１０３の摺動面の裏側に回り込んだインキ１１３が版に転写する印刷不良は発生しなかった。

この結果、本実施例に係るクリーニング装置１を用いてドクタ１０３の刃先に付着したインキをかき取ることで、版１０２へのインキの充填時及び版１０２の表面の余分なインキのかき取り時にドクタ１０３の刃先に付着したインキ１１３が版１０２に再転写されることに起因する印刷不良の発生を抑制できることが確認された。

更に、ドクタ刃先の付着インキをかき取り、かき取ったインキを自然落下させ版上のインキ溜りに戻すことで、インキの消費量が低減できた。

本発明は、グラビアオフセット印刷装置に利用できる。

１・・・クリーニング装置
１００・・・グラビアオフセット印刷装置
１０１・・・版を固定する定盤
１０２・・・版
１０３・・・ドクタ
１０４・・・パターン溝
１０５・・・ブラン胴
１０６・・・ブランケット
１０７・・・転写インキ
１０８・・・被印刷体を固定する定盤
１０９・・・被印刷体
１１０・・・印刷パターン
１１１・・・充填インキ
１１２・・・インキ溜り
１１３・・・ドクタ付着インキ
１１４・・・インキ
２００・・・クリーニングユニット
２０１・・・板状部材
２０２・・・押えバネ
２０３・・・固定板
２０４・・・固定冶具
２０５・・・ドクタホルダ
２０６・・・タイミングベルト
２０７・・・モータ
３００・・・移動機構

Claims (7)

1. 印刷装置に設けられるドクタ又はスキージの刃先に付着したインキをかき取るクリーニング装置であって、
   対向するように配置される２枚の板状部材と、
   前記板状部材が前記ドクタ又は前記スキージを挟んだ状態で、前記板状部材を前記ドクタ又は前記スキージの軸方向に移動させながらインキをかき取る移動機構とを備えることを特徴とする、クリーニング装置。
2. 前記板状部材が、前記ドクタ又はスキージの刃先に付着したインキをかき取る位置が、前記版から離脱した位置であることを特徴とする、請求項１に記載のクリーニング装置。
3. 前記板状部材が前記ドクタ又はスキージの刃先に付着したインキをかき取る位置は、前記版の非画線部であり、かつ、前記版表面からかき取られた余分なインキが溜まったインキ溜りの直上であることを特徴とする、請求項２に記載のクリーニング装置。
4. 前記板状部材を移動させながらかき取ったインキを、インキの自重により前記インキ溜りに自然落下させることを特徴とする、請求項３に記載のクリーニング装置。
5. 前記板状部材は、弾力性のある樹脂あるいはエラストマーで構成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
6. 前記板状部材の一方が前記ドクタ又は前記スキージの表面に面接触し、前記板状部材の他方が前記ドクタ又は前記スキージの裏面に面接触することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のクリーニング装置を備える、グラビアオフセット印刷装置。

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